MAX232有妙用

电脑串口与单片机可以直接相连吗？电脑的串行口RS232信号电平是(-10 ，+10v)，单片机所用到的TTL信号电平是(0 ，+5v)，很显然他们之间的电平没有统一标准，不能直连。这时就需要用到我们最常见的电平转换了：

1、RS232与TTL

电脑串行口的信号电平是RS232，和单片机TTL电平，有什么区别呢？

RS232是美国电子工业协会在1970年制定的一种全双工的串行通信方式，可以用于两个设备之间的串行通信，广泛应用于工业控制领域，在一些比较老的电脑、打印机等设备上可以找到像这样的RS232通信接口。

RS232的电平标准规定了输出逻辑1的电平范围是-5V至-15V，逻辑0的电平为+5至+15V。RS232协议还具有2V的噪声容限，也就是说在接收数据时，-3V至-15V的电平能被识别为逻辑1，+3至+15V则可以被识别为逻辑0。TTL电平以高电压表示逻辑1，低电压表示逻辑0；而RS232则以负电压表示逻辑1，正电压表示逻辑0。

使用RS232和TTL传输相同的数据包，通过示波器可以直观地观察RS232电平和TTL电平的区别。

2、为什么需要进行电平转换？

由于RS232电平的电压幅值较高，不易受到干扰，所以RS232的通信距离一般可以达到15米，最简单的RS232只需要三条信号线（发送线、接收线和地线）就可以实现全双工的通信，在许多电子仪器、工业设备上看到RS232的通信接口。

如果我们需要单片机之间的远距离通信，也可以将TTL或CMOS电平转换成RS232电平实现较远距离的通信。

我们常用的数字电路通常都是5V或3.3V的TTL电平标准，TTL电平和RS232电平是不能互相兼容识别的，而且RS232的电压较高，直接连接TTL电平标准的电路很可能会损坏器件，因此在使用RS232通信时就必须使用电平转换电路。

3、最常用最经典的转换芯片MAX232

说到电平转换，大家肯定都知道它——MAX232，目前最常用的TTL-RS232电平转换芯片，也是专为RS232标准串口设计的单电源电平转换芯片。MAX232可以只使用+5V单电源供电和很少的外围元件实现TTL和RS232之间的电平转换。

MAX232电平转换原理图从上图可以看到，电路左边的部分连接的是TTL电平，右边连接的是RS232电平，只需要四个外围电容就可以正常工作，而且能提供两组通道的RS232电平转换。由于RS232电平的电压范围是从-5至-15V到+5至+15V的电压范围，已经超过了MAX232的供电电压，MAX232需要能在+5V的单电源条件下发送和处理更大电压范围，因此MAX232内部还集成了两个电荷泵电路，其中一个电荷泵与C1、C3构成了一个2倍压升压电路，可以将+5V的电源电压升到+10V，另外一个电荷泵与C2、C4构成了一个电压反转器，将+10V的电压变换成-10V的电压，因此，RS232输出端口的电平就可以达到±10V。除了用作TTL或CMOS电平与RS232电平之间的相互转换之外，MAX232还可以用做超声波测距模块的发射控制。下面就是HC-SR04超声波距离传感器和MAX232的原理图：

电路可以分成控制部分，超声波发射部分和超声波接收部分三个部分，而MAX232是控制着超声波的发射部分。超声波的发射器连接在MAX232的两个RS232电平的输出引脚，很显然，MAX232在这里是作为超声波发射器压电陶瓷的驱动器。假设当MAX232的11脚输入高电平，第10脚输入低电平时，那么MAX232的14脚就应该输出RS232电平的高电平也就是-10V，7脚则应该输出低电平也就是+10V，这样超声波发射器两端的电压UAB就可以达到-20V！当MAX232的11脚输入低电平，10脚输入高电平时，同理，在超声波发射器的两端就能获得+20V的电压。为了增大超声波传感器的探测距离和灵敏度，就要求超声波发射器能够发射强度足够大的超声波，这就要求了超声波发射器的电压幅度要足够大。当触发超声波传感器时，控制电路会向MAX232的输入端输入两个互补的方波信号，从而在超声波发射器两端就能获得峰峰值可以达到40V的驱动波形！只使用了一片MAX232便实现了升压和驱动的功能，真是太妙了。